01背景
随着基因组学、转录组学以及单细胞测序技术的迅猛发展,生物学相关领域对高通量测序的需求急剧上升,尤其在精准医学、传染病学及环境生态研究等前沿方向。这一需求促使测序通量成为测序技术发展的核心焦点,推动各大测序仪制造商竞相提升,以实现更高的数据产出和更低的测序成本。以 Illumina 为例,其在 2022 年推出的 Novaseq X/X Plus 测序系统,实现了 16 Tb 的测序通量;而 MGI 在最新发布的 DNBSEQ-T20X2 测序系统,更是将通量提升至 72 Tb 的超高水平。如果要将高通量具象化,那么可以理解 Novaseq X
Plus 凭借其 16 Tb 的通量能同时处理 178 个 30x WGS 样本或 800 个 250x WES 样本,以更高的效率完成测序工作。
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Index 作为一段独特的标记序列,在测序完成后可通过不同的 Index 序列对不同样本进行数据拆分,避免样本混淆与交叉污染,从而确保了测序结果的准确性和可靠性。纳昂达此前已推出独家专利设计的双平台 (Illumina & MGI) 通用接头模块——NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI) Module,搭配 384 组 Index。使用该接头模块所构建的文库不仅支持在 Illumina 平台测序,还可直接环化后用于 MGI 测序平台,无需 App-A 转换,大大降低了测序的时间成本,深受用户好评!纳昂达经过严格的质量控制和精心筛选优化,现将该模块中的 Index 种类进行扩充升级,组合数增加至 768 种,以更好地满足市场对更高通量需求的期待!
02纳昂达独家接头设计
NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI)
Module 为通用截短型接头,搭配双端唯一 10 nt 标签扩增引物,构建的文库为 Illumina 结构,且 5' 端磷酸化修饰,无需 App-A 转换,可直接环化后在 MGI 平台测序。
图 1. 使用 NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI) Module 构建的文库分别在 MGI 和 Illumina 测序平台的工作流程。
纳昂达将 NadPrep® Universal Stubby Adapter
(UDI) Module 中的 Index 种类由 384 组扩充至 768 组,并将 Index 385 - 768 设计为 8 Index 平衡,既符合 Illumina 平台 8 碱基 8 Index 最小色彩平衡,又符合 MGI 平台 10 碱基 8
Index 最小色彩平衡;同时包装设计更为贴心,采用 96 孔板式,每孔为单次反应用量,既有效减少了污染风险,又为实验操作带来更多便捷性。此外,这一设计更适配于 NGS 自动化工作站,助力实验高效运行!
03性能表现
3.1 8 Index 平衡设计优势
NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI)
Module 中全新扩充的 Index 385 - 768 采用 8 Index 平衡设计,同一分组 8 个连续 Index 文库等比例混合测序即可满足 8 nt 及 10 nt 测序模式碱基平衡规则,满足不同场景的样本混合测序需求。Index 385
- 768 的 8 Index 平衡设计:≥ 8 个连续 Index 文库等比例混合测序时,Index 中各碱基即可满足 MGI 测序平台推荐的 ≥ 12.5% 比例。然而,其他一些针对 Illumina 测序平台设计的接头 Index 方案未充分考虑碱基平衡原则,即使多达 14 个连续 Index,仍无法满足测序要求 (图 2.)。
图 2. NadPrep® Universal Stubby Adapter
(UDI) Module (Index 385 - 768) 8 Index 平衡设计优势。
3.2 稳定高效的文库产
10 ng 人类基因组 DNA 标准品 (Promega,G1471) 使用 NadPrep® DNA Library Preparation Kit (for Illumina®) 搭配NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI) Module (Index 385-768) 进行 WGS 文库构建,扩增 9 个循环。结果显示,384 个 WGS 文库平均产量可达 2173.4 ng (1865 - 2465 ng) (图 3.) 。
图 3. NadPrep® Universal Stubby Adapter
(UDI) Module (Index 385 - 768) 文库产出高效稳定。
3.3 均一的数据有效拆分率
将 3.2 中构建好的预文库等比例混合,分别取部分混合文库进行 WGS_MGI,WGS_Illumina 和 Hyb_Illumina 三个维度的数据拆分测试。
WGS_MGI:混合预文库利用 NadPrep® Universal Circularization Kit v2 进行环化后在 MGI 平台测序 (DNBSEQ-T7,PE150;0.1
Gb/Lib);
WGS_Illumina:混合预文库直接在 Illumina 平台测序 (Novaseq 6000,PE150;0.1 Gb/Lib);
Hyb_Illumina:混合预文库利用 NadPrep® Hybrid Capture Reagents 搭配 LungCancer Panel v1.0 进行杂交捕获,将捕获后的文库在 Illumina 平台测序 (Novaseq 6000,PE150;0.1 Gb/Lib)。
对以上三组下机数据进行有效拆分率分析,不同实验方案、测序方案均显示全新扩充的 Index 385 - 768 数据有效拆分率高度均一 (图 4.)。
图 4. NadPrep® Universal Stubby Adapter
(UDI) Module (Index 385 - 768) 不同类型文库的数据有效拆分率高度均一。
3.4 有效提升数据准确度
对使用 NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI)
Module (Index 385 - 768) 构建的文库进行混合串扰测试。结果显示,所有 Index 均可正确拆分,perfect match 配对 barcode% > 98.5%,显著提升了测序准确性,有效减少了测序过程中因 Index 串扰导致的数据误差。
图 5. NadPrep® Universal Stubby Adapter
(UDI) Module (Index 385 - 768) 文库的串扰分析。384 个不同 Index 构建的 WGS 文库,混合后单条 lane 测序。
注:绿色代表 perfectmatch 配对 barcode% > 98.5%。